冷榨檸檬籽油復(fù)合脫苦工藝的優(yōu)化及理化特性和脂肪酸組成分析

　　摘要為更好開發(fā)和利用檸檬籽油資源。該試驗(yàn)對(duì)酶法-吸附聯(lián)合工藝脫苦冷榨檸檬籽油的操作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)測(cè)定脫苦冷榨檸檬籽油的理化特性并比較其和市售常見食用植物油(菜籽油，花生油和玉米油)在脂肪酸組成上的差異。結(jié)果顯示，酶法-吸附聯(lián)合脫苦工藝較單一處理可顯著降低冷榨檸檬籽油中類苦素物質(zhì)含量和脫苦率，減少酸價(jià)、過氧化值和不溶性雜質(zhì)含量，維持生育酚含量和碘價(jià);二水平Plaktett-Burman試驗(yàn)篩選出影響檸檬籽油酶解-吸附復(fù)合脫苦法效率的主要因素有α-L-鼠李糖苷酶添加量、堿性白土用量、酶解時(shí)間和酶解溫度;響應(yīng)面優(yōu)化該復(fù)合脫苦法參數(shù)得到：當(dāng)α-L-鼠李糖苷酶用量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))0.09%，酶解溫度46℃，酶解時(shí)間為4.1h，堿性白土用量為4.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)，預(yù)測(cè)脫苦率有最大值(97.63±2.31)%。脫苦檸檬籽油中不飽和脂肪酸含量占比達(dá)到(87.37±0.13)%，且必需脂肪酸(essentialfattyacid，EFA)占比高于市售菜籽油或花生油，同時(shí)富含生育酚，體現(xiàn)了較高的功能性。同時(shí)，主成分分析可知脫苦檸檬籽油中脂肪酸組成與市售菜籽油均較為接近，但相關(guān)性分析則發(fā)現(xiàn)脫苦檸檬籽油中不飽和脂肪酸與其余脂肪酸的相關(guān)度較高，說明該油脂不飽和度對(duì)油脂整體脂肪酸組成具有決定性影響，品質(zhì)穩(wěn)定性較差。該研究結(jié)果為檸檬籽油的開發(fā)和實(shí)際生產(chǎn)提供了可靠依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞檸檬籽油;脫苦;工藝優(yōu)化;脂肪酸;理化指標(biāo)

　　檸檬(CitruslimonL.Burm.F.)屬蕓香科柑橘屬常綠小喬木，在全球熱帶及亞熱帶地區(qū)均有廣泛種植;檸檬果實(shí)色澤鮮艷、質(zhì)地飽滿、酸味濃郁，且富含各種維生素及礦物質(zhì)元素以及檸檬苦素、類黃酮、酚酸等抗氧化物質(zhì)，故近年來逐漸受到市場(chǎng)推崇[1]�？紤]到檸檬果實(shí)中鮮食比例小，進(jìn)行合適的精深加工是檸檬果類資源高效開發(fā)的重要手段[2]。近年來，我國檸檬年加工總量從2010的15萬t上升至2018年的近40萬t，展現(xiàn)出良好發(fā)展勢(shì)頭[3]。

　　但檸檬果實(shí)加工過程中也同時(shí)易形成的大量籽粒碎片，填埋或焚燒雖是常規(guī)的處置方法，但也造成巨大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。有研究發(fā)現(xiàn)，檸檬籽粒出油率接近20%，且初榨檸檬籽油中不飽和脂肪酸含量比例接近70%，具有一定的保健功效，因此對(duì)檸檬籽進(jìn)行油脂的提取兼具經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益[4-5]。

　　果樹論文投稿刊物：《中國果業(yè)信息》(月刊)創(chuàng)刊于1985年，由農(nóng)業(yè)部主管，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所主辦。該刊是在柑桔研究所創(chuàng)辦的內(nèi)部刊物——《柑桔科技文摘》的基礎(chǔ)上發(fā)展而形成的。

　　冷榨制油法是一種將未經(jīng)烘焙或蒸炒油制原料在較低溫度下直接經(jīng)榨油機(jī)通過高壓壓縮的方式直接得到的分子結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯變化的油脂產(chǎn)品的工藝方法，屬于低溫高壓制油法[6]。相較于傳統(tǒng)的熱榨法和溶劑提取法，冷榨制油法可有效減少壓榨過程中油脂品質(zhì)的損失，維持油脂固有特性，并可簡化后續(xù)精煉工藝。同時(shí)，冷榨法屬于物理壓榨制油法，加工過程中無化學(xué)添加，可保證較高的食品安全性[7]。

　　另一方面，由于檸檬籽含有大量苦素類(如檸檬苦素、諾米林和柚皮苷等)物質(zhì)，在檸檬籽壓榨過程中會(huì)大量溶入油脂中并產(chǎn)生極強(qiáng)的苦澀味，因此在對(duì)檸檬籽油進(jìn)行精煉之前需增加脫苦步驟，以保證檸檬籽油的口感達(dá)到食用油標(biāo)準(zhǔn)[8-9]。而這其中，考慮到類檸檬苦素(如檸檬苦素和諾米林)物質(zhì)由于其苦味閾值極低，水溶液或果汁產(chǎn)品中的苦味閾值(3mg/L)僅為柚皮苷的二十分之一左右，因此，盡可能去除檸檬苦素類物質(zhì)是的檸檬籽油脫苦工藝的首要前提[10]。

　　傳統(tǒng)的食品脫苦操作包括酶解法、吸附法、堿煉法、遮掩法和稀釋法等;這其中，遮掩法和稀釋法多為果汁脫苦使用，堿煉法易造成酚類含量或苦素類含量較高的油脂色澤黯淡，酶解法和吸附法從原理上分析更適合于檸檬籽油的脫苦操作[11-12]。因此，本研究即以冷榨檸檬籽油為原料，分析酶法-吸附聯(lián)合脫苦工藝對(duì)檸檬籽油品質(zhì)改良的效果并對(duì)相關(guān)工藝進(jìn)行優(yōu)化，最后將成品檸檬籽油與市售常見食用油進(jìn)行綜合品質(zhì)參數(shù)的比較，以期為開發(fā)檸檬籽油產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。

　　1材料與方法

　　1.1材料與試劑

　　檸檬籽粒，由重慶匯達(dá)檸檬科技集團(tuán)有限公司加工廠提供，以檸檬果實(shí)深加工后的破碎籽粒居多，粒徑(4.83±0.68)mm，含水量(58.59±3.73)%;檸檬苦素標(biāo)準(zhǔn)品(≥95%)、諾米林標(biāo)準(zhǔn)品(≥95%)，美國Sigma公司;37種脂肪酸混合標(biāo)準(zhǔn)品，上�？道噬锟萍加邢薰�;α-L-鼠李糖苷苷酶(食品級(jí))，上海伊卡生物技術(shù)有限公司;β-D-葡萄糖苷酶(食品級(jí))，北京華越洋生物科技有限公司;木瓜蛋白酶、纖維素酶、果膠酶和淀粉酶(均為食品級(jí))，山東隆科特酶制劑有限公司;活性白土，濟(jì)南清�；び邢薰�;活性炭、硅酸鎂和硅膠粉，河南嵩山科技有限公司。

　　1.2儀器與設(shè)備

　　JC101電熱鼓風(fēng)干燥箱，南通嘉程儀器有限公司;SYZX12雙螺桿榨油機(jī)，安陸市天星糧油機(jī)械設(shè)備有限公司;TDL-5-A冷凍離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠;Agilent1100高效液相色譜儀、Agilent6890氣相色譜儀，美國安捷倫公司;DK-98-ⅡA電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司;FA2004N電子天平，上海菁海儀器有限公司;752紫外可見分光光度計(jì)，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司。

　　1.3實(shí)驗(yàn)方法

　　分選后的鮮檸檬籽在加工前烘干至水分含量大約20%，隨后用撞擊式粉碎機(jī)粉碎將其粉碎成檸檬籽果仁和果殼，調(diào)節(jié)檸檬籽果仁和果殼質(zhì)量比至1:7至1:9。隨后參考課題組前期方法[13]對(duì)檸檬籽粒進(jìn)行復(fù)合酶解，復(fù)合酶質(zhì)量比為果膠酶:纖維素酶:淀粉酶=2:1:1，添加量1.5%，酶解參數(shù)為：溫度45℃、pH5、時(shí)間4h。將酶解后的籽粒過濾并烘干至水分含量小于8%，備用。

　　參考課題組前期方法[14]進(jìn)行冷榨制油，將烘干后的固體物料送入雙螺桿榨油機(jī)進(jìn)行三級(jí)低溫榨油，第一級(jí)壓榨時(shí)膛壓為10MPa、時(shí)間30min、溫度35~40℃;所述第二級(jí)壓榨時(shí)膛壓40MPa、時(shí)間15min、溫度40~45℃;所述第三級(jí)壓榨時(shí)膛壓為60MPa、時(shí)間30min、溫度40~45℃。合并各級(jí)毛油備用。

　　工藝流程：冷榨毛油→5000r/min離心→復(fù)合酶解脫苦→復(fù)合吸附劑脫苦→5000r/min離心→精煉→成品油工藝流程中復(fù)合脫苦酶為α-L-鼠李糖苷酶、β-D-葡萄糖苷酶和木瓜蛋白酶;復(fù)合脫苦吸附劑為堿性白土、活性炭顆粒、硅酸鎂、硅膠粉。堿性白土吸附劑制備工藝為：將活性白土和1mmol/LNaOH溶液按3:1(質(zhì)量比)混勻，調(diào)節(jié)pH值至7.5~7.7，80℃烘干后用80~100目篩網(wǎng)過濾。

　　2結(jié)果與分析

　　2.1因素篩選實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　對(duì)檸檬籽油脫苦操作過程中的α-L-鼠李糖苷酶、β-D-葡萄糖苷酶和木瓜蛋白酶的添加量，復(fù)合酶酶解溫度和酶解時(shí)間，堿性白土、活性炭顆粒、硅酸鎂、硅膠粉使用量和吸附時(shí)間等十因素進(jìn)行二水平Plaktett-Burman試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見表1。以檸檬籽油脫苦率為響應(yīng)值，對(duì)Plaktett-Burman試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，影響檸檬籽油脫苦率的前四因素包括：α-L-鼠李糖苷酶添加量、酶解溫度、酶解時(shí)間和堿性白土用量(P<0.05)。

　　以此為基礎(chǔ)，對(duì)α-L-鼠李糖苷酶添加量、酶解時(shí)間、酶解溫度和堿性白土用量等4個(gè)主要因素作進(jìn)一步優(yōu)化分析。由于其余7個(gè)因素與脫苦率也存在相關(guān)性，依據(jù)Plaktett-Burman試驗(yàn)結(jié)果，選取0.1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)β-D-葡萄糖苷酶添加量、0.02%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)木瓜蛋白酶添加量、0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)活性炭顆粒用量、1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)硅酸鎂用量、0.6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)硅膠粉用量和30min吸附劑處理時(shí)間為固定參數(shù)。

　　3結(jié)論

　　冷榨制油法可最大程度保留植物油脂風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值，但也容易帶入脂溶性雜質(zhì)而影響油脂品質(zhì)。本研究中，冷榨后的檸檬籽油經(jīng)酶解-吸附復(fù)合脫苦后，油脂澄清度及各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)均有明顯改善，且苦素類物質(zhì)含量也顯著下降，產(chǎn)品達(dá)到二級(jí)食品油標(biāo)準(zhǔn)。二水平Plaktett-Burman試驗(yàn)篩選出影響檸檬籽油酶解-吸附復(fù)合脫苦法效率的主要因素有α-L-鼠李糖苷酶添加量、堿性白土用量、酶解時(shí)間和酶解溫度。

　　響應(yīng)面分析得出該復(fù)合脫苦法最優(yōu)參數(shù)為：α-L-鼠李糖苷酶添加量0.092%、酶解溫度46.080℃、酶解時(shí)間為4.137h、堿性白土用量4.083%，在該參數(shù)下，檸檬籽油脫苦率可達(dá)(97.63±2.31)%。脫苦檸檬籽油中不飽和脂肪酸含量占比達(dá)到(87.37±0.13)%，且∑EFA占比高于市售菜籽油或花生油，同時(shí)富含生育酚，體現(xiàn)了較高的功能性。

　　此外，脫苦檸檬籽油與其他植物油之間的脂肪酸組成特征較為類似，但脫苦檸檬籽油中不飽和脂肪酸與其余脂肪酸的相關(guān)度高，說明不飽和脂肪酸含量的變化易引起油脂脂肪酸組成的改變，從而可能影響油脂品質(zhì)的穩(wěn)定性，這暗示檸檬籽油產(chǎn)品一旦發(fā)生過氧化反應(yīng)，其品質(zhì)劣變速率較其他油脂快。因此，需采取附加措施(如充氮包裝、添加抗氧化劑等)加強(qiáng)對(duì)檸檬籽油產(chǎn)品的保鮮，防止油脂在貯運(yùn)和零售環(huán)節(jié)出現(xiàn)不良過氧化反應(yīng)。

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　　作者：1蔣永波1,2，汪開拓1,2*，代領(lǐng)軍2，田鷗1，邱玲嵐1，雷長毅1,2，黎春紅1,2

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